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第一章牵引供电系统
一、概述
（一）设计年度
近期2020年，远期2030年。

（二）可行性研究审批意见的主要内容及执行情况
1、可行性研究（送审稿）审查意见（草稿）
（1）采用带回流线的直接供电方式，利用大包电化工程建设的三岔口、K553、安居、民族、毕客齐、美岱召、东兴、包头西牵引变电所，新建呼和浩特北牵引变电所为本线供电，新建5处分区所，合建4处分区所。

（2）接触网采用全补偿简单链型悬挂，接触导线配置为：正线接触线采用120mm2铜合金导线，95mm2铜合金承力索；站线接触线采用85mm2铜合金导线，70mm2铜合金承力索。

2、执行情况
（1）由于呼和浩特地区线路方案变化，原设计的呼和浩特北牵引变电所改为设讨什号、呼和浩特南牵引变电所。

相应的分区所分布进行了调整。

其余地段均执行审查意见。

（2）呼和地区货车外绕线、集宁地区货车外绕线由于开行万吨列车，接触网导线配置为：正线接触线采用150mm2银铜合金导线，150mm2铜合金承力索；站线接触线采用85mm2银铜合金导线，70mm2铜合金承力索；1700m站线采用120mm2银铜合金导线，95mm2铜合金承力索。

其余地段执行审查意见。

（三）线路概况
1、线路概述
线路自集宁枢纽古营盘站引出，经外绕线至葫芦站，出葫芦站后沿既有线左侧向西，于水坑村附近跨既有线、霸王河后沿既有京包线北侧山坡
西行，在白家沟北侧穿八苏木隧道至马盖图，马盖图至卓资段沿既有线北侧山坡下行，在姑家堡从华电卓资电厂北侧通过，于姑家堡附近设新卓资站，后以两座隧道从卓资县城北侧边缘穿过，跨既有线及三跨大黑河后折向西北，沿大黑河南岸，平行丹拉高速公路北侧布设，经焦家湾村、土城子村后折向西南，经西胜、西界村折向西，在南营子村设新旗下营站，于水磨村附近再跨大黑河后折向南与既有线并行至二道河村，后四跨大黑河后至陶卜齐村折向西，在既有线左侧并行，上跨110国道后自丹拉高速公路立交桥下穿过，沿既有线左侧在榆林镇南侧通过，于既有郭家营站和白塔站之间（K632+500处）和既有线衔接。

利用既有线经白塔至呼东客运站；出站后利用既有线经呼和、呼西至台阁牧站，出台阁牧站后沿既有线南侧并行，在察素齐、萨拉齐站与既有站并站，在公积坂绕开公积坂装煤场，于东兴并行于既有线南侧，出东兴后向西于K796处跨过既有线，后沿既有线北侧经包头东、万水泉至包头站，出站后引入包头西编组站。

同时修建呼和货车外绕线。

集宁古营盘站至包头站线路全长307.955km，其中新建线263.213km，改造利用既有线44.742km。

同时，包头枢纽内货线双线绕行4.595km，单线绕行8.06km,增建二线2.895km；包头至包头西客线新建4.036km（单线）、既有线改建 1.258km（单线）；呼和地区修建以货为主的外绕线全长64.36km。

2、车站分布及车站性质
车站分布及车站性质表1-1-1
（四）设计铁路主要技术标准
（1）铁路等级：I级。

（2）正线数目：双线。

（3）速度目标值及最小曲线半径
新建客货共线地段速度目标值200km/h，最小曲线半径一般地段4500m，困难地段3500m；新建货车外绕线地段速度目标值120km/h，最小曲线半径一般地段 1200m，困难地段800m；枢纽地区利用既有线地段根据运营需要合理选定。

（4）限制坡度：上行6‰、下行9‰。

（5）牵引种类：电力。

（6）机车类型：客车，动车组、SS9；货车，暂定韶山系列、交流传动机车。

（7）牵引质量
客货共线5000t、4000t
货物外绕线10000t、5000t、4000t。

（8）到发线有效长度
客货共线1050m。

货物外绕线：1050m，1700m。

（9）闭塞方式：自动闭塞。

（10）建筑限界：满足开行双层集装箱列车运输要求。

（五）相邻铁路电气化现状标准或规划（牵引网供电方式、供电设施分布、接触网主要技术标准）
与本线相邻的电气化铁路有既有大包线、包惠线、包西线、呼准线、集张线。

（1）既有大包线
既有大包线正在进行电气化改造，采用带回流线的直接供电方式，集包段共设置牵引变电所10座，分别位于集宁南、三岔口、K553+100、安居、民族、呼和浩特东、毕克齐、美岱召、东兴、包头西等车站。

（2）包头至惠农电气化铁路
正在建设中的包惠线电气化工程采用带回流线的直接供电方式，在距离包头西约40公里的白彦花车站设有牵引变电所，变压器采用三相V/V 接线，主变压器安装容量为2×（20+25）MVA。

接触网采用全补偿简单链形悬挂，导线为JTMH95+CTAH120。

二、供电方案
（一）供电计算基础资料
主要设计原则
（1）牵引供电系统采用单相工频（50Hz）交流制，牵引网额定电压为25kV，正常情况下牵引网最低工作电压为20kV。

（2）牵引供电系统技术标准及牵引供电设施分布充分结合既有大包电化改造工程，统筹考虑。

（3）枢纽内牵引供电设施的设置兼顾枢纽现状及发展，统一规划，分期实施。

（4）牵引变电所应由两路独立的电源供电，且互为备用。

（5）牵引电变所按远期需要分布，变压器容量按初期需要校核。

（6）供电臂末端设分区所，实现上下行接触网并联供电，故障时实现越区供电。

（二）牵引网供电方式
采用带回流线的直接供电方式。

（三）牵引变电所、开闭所、分区所分布
1、枢纽地区供电方案
（1）包头枢纽
1）包西线未开行万吨列车的供电方案（可研方案）
综合大包、包惠线开行万吨列车、包西线开行5000吨列车的供电需求，包头西牵引变电所容量核定为2×（25+31.5）MVA，一臂向包头西编组站，包头西至和平村包惠线上、下行，包头西至包头北联络线供电；一臂向包头西至包头东既有大包线上下行、包头至包头南包西线上、下行、包头西至包头南联络线供电，预留为包头西至包头东集包增建第二双线供电。

目前包头西牵引变电所正在施工，牵引变压器已招标。

包头西牵引变电所馈线分布情况如下：
2）包西线开行万吨后枢纽供电调整
根据中铁工程设计咨询集团有限公司完成的包西线开行万吨重载列车后的供电方案，包头将设置牵引变电所。

结合既有的供电设施分布情况，对包头西、包头牵引变电所供电范围进行调整，提出如下两个方案（两方案供电分段示意详见图1-2-1）：
方案一：包头牵引变电所一臂为包头至包头南包西线上、下行供电，一臂为包头西至包头南联络线供电。

包头西牵引变电所不再为包头西至包头南联络线、包头至包头南上、下行供电，其余供电范围适当调整。

包头西牵引变电所馈线供电范围如下：
方案二：包头牵引变电所一臂为包头至包头南包西线上、下行供电，一臂为包头车站、包头客机折返段、包头至包头东既有线、集包增建第二双线供电。

包头西牵引变电所供电范围调整为：一臂向包头西编组站，包头西至和平村包惠线上、下行，包头西至包头北联络线
供电；一臂向包头西至包头既有大包线上下行，包头西至包头集包增建第二双线供电。

包头西牵引变电所馈线供电范围如下：
3）实施情况
根据目前既有大包线电气化工程实施具体情况及包西、集包增建第二双线工期安排，采取方案一对本线及既有线影响较小，实施更灵活，故本次设计暂考虑按方案一实施。

（2）呼和浩特地区
既有大包线在呼和浩特东设有一座牵引变电所为既有大包线（民族方向、毕客齐方向）及机务段供电，在呼和浩特西设有一座开闭所，为各场段供电。

本次设计新建呼和浩特南、讨什号牵引变电所为枢纽内南绕货车线供电。

详见呼和浩特地区供电方案示意图1-2-2。

（3）集宁地区
既有大包线在三岔口设牵引变电所为既有大包线供电至葫芦，葫
芦至集宁由集宁南牵引变电所供电。

本次设计利用既有三岔口牵引变电所预留的馈线为本次设计的货车外绕线供电至古营盘(古营盘分区所为集张线新建)。

详见集宁地区供电方案示意图1-2-3。

2、全线供电方案
利用既有大包线设置的三岔口、K553+100、安居、民族、毕克齐、美岱召、东兴、包头西八座牵引变电所，新建呼和南、讨什号牵引变电所。

新建分区所5座，分别位于DK523+000、新旗下营、NDK630+500、NDK660+200、NDK687，利用既有大包线分区所4座，分别位于K571+000、K714+600、K763+200、包头东。

利用集张线古营盘分区所。

（五）接触网悬挂类型
全线采用全补偿简单链形悬挂。

（六）牵引网导线的电流分配及各种导线选择
1、导线的电流分配
接触网采用JTM95+CTAH120、JTM150+CTA150导线组合，其载流能力如下表所示：
接触悬挂导线载流量表1
2、接触网悬挂类型：全补偿简单链形悬挂。

1）除呼和地区货车外绕线、集宁地区货车外绕线：
接触线：铜合金导线，截面为120mm2
承力索：铜合金绞线，截面为95mm2
回流线：防腐型钢芯铝绞线，截面为150mm2，牵引变电所处回流线采用双支防腐型钢芯铝绞线，截面为185mm2
供电线：牵引变电所上网处采用双支防腐型钢芯铝绞线，截面为185mm2，其余地段采用单支防腐型钢芯铝绞线，截面为185mm2 2）呼和地区货车外绕线、集宁地区货车外绕线：
接触线：铜合金导线，截面为150mm2
承力索：铜合金绞线，截面为150mm2
回流线：防腐型钢芯铝绞线，截面为240mm2, 牵引变电所处回流线采用双支防腐型钢芯铝绞线，截面为240mm2
供电线：牵引变电所上网处支防腐型钢芯铝绞线，截面为240mm2，其余地段采用单支防腐型钢芯铝绞线，截面为240mm2
（七）接触网的供电及运行方式
1、牵引变电所向接触网供电采用单边供电。

2、接触网上、下行在分区所并联供电，当上行（或下行）接触网故障时，分区所的上下行并联断路器断开，切除故障区段接触网，保证非故障区段接触网正常运行。

3、分区所、电分相处设越区联络开关，保证相邻两牵引变电所的越区供电。

第二章接触网
一、设计依据、范围及设计年度
（一）设计依据
1、《国家发展和改革委关于京包铁路集宁至包头段增建第二双线工程项目建议书的批复》(发改交运[2019]371号，2008年2月4日)。

2、铁道部、内蒙古自治区《关于报送京包线集宁至包头段增建第二双线工程可行性报告的函》（铁计函[2019]232号，2008年3月7日）。

3、中国华协工程咨询公司关于《京包铁路集宁至包头段增建第二双线工程可行性研究》的专家组评估意见(初稿)(2008年4月29日)。

4、铁道部工程设计鉴定中心关于《新建铁路京包线集宁至包头段增建第三、四线工程可行性研究审查意见（草稿）》(2007年7月1日)。

（二）设计范围及设计年度
1、设计范围
京包线集宁至包头段增建第二双线工程,包括集宁地区、呼和地区和包头枢纽引入工程。

本段既有线为京包线集宁南站至包头站，既有正线长度321.01km。

2、设计年度
近期2020年，远期2030年。

二、可行性研究审批意见的主要内容及执行情况
（一）可行性研究审批意见的主要内容
1、接触网采用全补偿简单链型悬挂，接触导线配置为：正线接
触线采用120mm2铜合金导线，95mm2铜合金承力索；站线接触线采用85mm2铜合金导线，70mm2铜合金承力索。

2、接触网支柱类型与大包电化工程一致。

（二）执行情况
开行万吨列车的货车外绕线正线采用150 mm2 的铜合金承力索及150 mm2 的铜合金接触线，其他按审批意见执行。

三、相关线路概况
集宁古营盘站至包头站线路全长307.955km，其中新建线263.213km，改造利用既有线44.742km。

集宁地区从古营盘站引出，经外绕线引入葫芦站, 设计速度为160 km/h；葫芦站出站端新建线与既有大包线并行，在既有郭家营站和白塔站之间（K632+500处）和既有线衔接，利用既有线经白塔至呼东客运站、呼和站、呼和浩特西站、台阁牧站，出台阁牧站后沿既有线南侧并行，在察素齐、萨拉齐站与既有站并站，设计速度为160 km/h（预留200 km/h）；在公积坂绕开公积坂装煤场，于东兴并行于既有线南侧，出东兴后向西于K796+000处跨过既有线，沿既有线北侧经包头东、万水泉至包头站，出站后引入包头西编组站，设计速度为160km/h（预留200 km/h）。

本线多次引入既有大包线，并在集宁地区、呼和地区新建货车外绕线通行大包线万吨货物列车，既有大包接触网正线、站线均采用全补偿简单链形悬挂。

全线正线接触线采用150mm2铜银合金接触线，正线承力索采用150mm2铜合金绞线。

万吨车站站线接触线采用120 mm2铜银合金接触线，站线承力索采用95mm2铜合金绞线；一般车站站线
接触线采用85 mm2铜银合金接触线，站线承力索采用70mm2铜合金绞线。

回流线等附加导线采用钢芯铝绞线。

四、气象条件、污秽区划分
（一）接触网设计用气象条件见表3-4-1。

气象条件及污秽区划分表3-4-1
（二）污秽区划分
全线按重污区设计。

五、接触网改建及新建范围、悬挂类型
（一）改建范围
集宁地区、呼和地区及包头枢纽内因本线工程引入引起的接触网改扩建工程，主要包括：既有接触网支柱影响线路铺架等引起的既有接触网改建，车站改扩建引起的软横跨拆除与还建，车站咽喉区改造等。

（二）新建范围
新建正线及各站到发线、编发线；枢纽内联络线、安全线；无调机作业的货物线及电力机车段管线等。

（三）接触网悬挂类型
采用全补偿简单直链形悬挂。

六、各种线材及主要设备选择
（一）线材及张力
接触网主要线材规格型号见表3-6-1。

接触网主要线材规格及张力表3-6-1
（二）主要设备选择
1、支柱：考虑与既有大包线支柱选型的整体性，本线腕臂柱一般采用横腹杆式预应力混凝土支柱；桥支柱采用直腿热浸镀锌格构式钢柱；软横跨及硬横跨支柱选用热浸镀锌格构式钢柱；
2、绝缘子：一般采用高强度耐污型瓷质绝缘子；葫芦至卓资山区段、三卜素至新公积坂区段部分污染严重地段腕臂绝缘子、软横跨、接触网下锚、电分相、绝缘锚段关节、隧道内腕臂绝缘子采用合成绝缘子。

棒式绝缘子抗弯强度12kN。

3、定位器：正线采用铝合金矩形限位定位器，站线采用牌号为Q235A的碳素结构钢材质定位器。

4、吊弦：采用可调式载流整体吊弦。

5、隔离开关：采用1250A隔离开关。

6、分段绝缘器：采用消弧分段绝缘器。

七、站场雨棚、桥梁、隧道、跨线建筑物下的接触网悬挂安装类型
包头车站新建无站台柱雨棚，接触网架设方式为：雨棚柱两侧股道采用与其合架方式悬挂接触网；其余股道采用单独立H型钢柱悬挂接触网。

包头东在基本站台上新设雨棚，接触网拆除既有站台上接触网支柱，与新设雨棚柱合建。

桥上采用单独立腕臂柱悬挂接触网。

隧道内采用吊柱+绝缘旋转平腕臂结构安装形式。

本线部分跨线桥净空高度较低，需采取降低结构高度或同时降低导高与结构高度的方式通过。

八、技术数据
（一）导线高度及允许车辆装载高度
考虑双层集装箱运输条件，允许车辆最大装载高度5850mm，接触导线高度一般6450mm。

（二）结构高度
接触网结构高度一般按1400mm设计。

跨线建筑物最短吊弦长度不小于500mm，困难情况下不小于300mm；隧道内最短吊弦长度不小
于400mm。

（三）跨距
跨距最大选用值一般为60m，其中集宁～旗下营,台阁牧～美岱召（DK741+000）段跨距最大选用值为55m。

在高路堤、山口、谷口和桥梁等风口处跨距最大选用值一般为50m。

设计速度160km/h以下相邻两跨距之比不大于1.5:1，桥梁、隧道口、站场咽喉区等困难地段不大于2.0:1；设计速度160km/h（预留200 km/h）地段相邻两跨距之比不大于1.15:1，桥梁、隧道口、站场咽喉区等困难地段不大于 1.25:1。

跨距及拉出值选用见表3-8-1。

（四）锚段长度、补偿方式、中心锚结的设置
接触线和承力索的张力差均不超过额定张力±10%。

设计速度160km/h及以下区段的正线接触网锚段长度不超过2×800m；设计速度160km/h（预留200km/h）区段的正线接触网锚段长度不超过2×750m。

一般采用铝合金大滑轮组补偿装置，补偿绳采用不锈钢丝绳。

中心锚结设置：软横跨采用防窜中心锚结，其余采用防断中心锚结。

跨距及拉出值选用表表3-8-1
（五）侧面限界
（六）绝缘距离
1、本线海拔在1000m～1700m之间，接触网绝缘间隙按现行国家标准进行修正，海拔在1000～1500m之间的设备外绝缘及空气绝缘间隙按1500m进行修正，海拔在1500～1700m之间的设备外绝缘及空气绝缘间隙按2000m进行修正，结果见表3-8-2。

接触网空气绝缘间隙值表3-8-2
2、附加导线对地面及相互间距离，按《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009—2019）第5.6.4条要求设计。

3、本线按重污区设计，绝缘泄漏距离不小于1400mm，污染特别严重地区、上、下行正线间分段绝缘子串的绝缘泄露距离按不小于1600mm设计。

（七）锚段关节
本线关节采用四跨锚段关节，最大跨距55m。

（八）电分相
设计速度160km/h（预留200km/h）区段在变电所、分区所所在处设置八跨三断口关节式电分相，设计速度160km/h及以下区段在变电所、分区所所在处设置七跨两断口关节式电分相；分相装置距进站信号机的距离不小于300m。

九、接触网安装主要设计原则
除葫芦、台阁牧、察素齐、萨拉齐、讨十号、呼和南、包头东、包头站、包头西及各机务段采用带弹簧补偿装置的软横跨外，其他车站一般采用硬横梁加吊柱结构形式。

接触网腕臂柱、硬横跨吊柱及隧道内吊柱均采用绝缘旋转平腕臂结构，斜腕臂与定位管间设防风支撑。

转换柱、道岔柱采用双腕臂安装。

十、接触网支柱基础
腕臂柱在设计速度160km/h及以下区段采用直埋式基础，设计速度160km/h（预留200 km/h）区段采用整体基础；软、硬横跨钢柱采用整体基础；接触网下锚及供电线下锚拉线采用整体拉线基础，其他附加导线下锚采用锚板式基础。

砼腕臂柱田野侧边缘距路基边角线一般不小于200mm，软横跨钢柱基础外边沿距路基边角线一般不小于1000mm，当不满足要求时要采取浆砌石防护、加深基础等措施。

十一、防护措施
（一）接地
1、综合接地区段：本线设计速度160km/h（预留200 km/h）区段采用综合接地。

（1）接触网支柱一般利用回流线作闪络保护地线，回流线采用绝缘悬挂方式。

（2）桥上接触网支柱、桥栏杆等距离接触网5m以内的金属物，通过接地引线与综合接地线接地端子连接。

（3）隧道内上下行分设接地母线用于隧道内接触网集中接地，接地母线每隔300m～500m与综合接地线接地端子连接。

（4）站场内成排接触支柱及钢柱架设架空地线，架空地线下锚处（以及架空地线长度超过1km的锚段中间）与综合地线接地端子连接实现集中接地。

2、其他区段
（1）工作接地：接触网支柱通过回流线集中接地，回流线采用
绝缘悬挂方式，未悬挂回流线的成排支柱采用架空地线集中接地方式，零散的接触网支柱单独设接地极。

（2）安全接地：接触网钢柱通过架空地线或单独设接地极实现安全接地；架空地线下锚处及长度超过1000m的锚段中间单独设接地极实现安全接地；距接触网带电体5m以内的金属结构（桥栏杆、网栅、信号机等）均单独设接地极；开关、避雷器等设备的底座单独设接地极。

（二）防雷
电分相、长度2000m及以上隧道口、长供电线上网处设氧化锌避雷器。

（三）其他
1、位于装卸货物场地或货物站台的支柱及拉线设防护。

2、跨越铁路的跨线桥两侧、站台上腕臂柱及站台侧横跨装配、人员活动频繁并距接触网带电体小于 5.0m的路堑地段加装防护网栅，并加装安全标识。

十二、供电分段原则
（一）在变电所、分区所所在处设锚段关节式电分相，在机车前进方向设置隔离开关。

全线电分相设置位置及相应纵坡情况见表3-12-1，在大于6‰上坡坡道上设地面式自动过分相装置，以避免列车坡停。

（二）机务段、专用线等单独设电分段。

十三、接触网工程的过渡原则
（一）接触网过渡工程概况
本线过渡工程包括：集宁货车外绕线引入葫芦站、三四线在白塔进站端引入大包线、呼和货车外绕线在台阁牧站出站端引入大包线，包头枢纽外绕线引入包头站等引起的施工过渡工程。

（二）接触网过渡原则
在保证运营安全、正常，施工安全正常的前提下，结合正式设计并根据现场情况，利用既有支柱或重新组立临时支柱，并利用或重新架设临时接触网。

临时设施应尽量利旧。

施工尽量利用维修“天窗”进行，工程完毕后应及时拆除临时设施。

电分相分布表表3-12-1
十四、既有线改建
1、因本线引入既有大包线引起的既有线路改造区段接触网改造标准同既有大包线。

既有线未改造部分维持既有不变。

既有线需要改建时，接触网尽量利用既有。

2、既有接触网改建时，正线无接头、站线不超过1个接头。

3、影响信号机瞭望的接触网支柱按规定进行改建。

十五、运营及施工注意事项
为保证施工期间运输和施工的安全，尽可能降低运营与施工之间的干扰。

（一）施工准备阶段的运营、施工注意事项
对将要施工的既有线区段，施工前相关单位会同审定既有线施工过渡方案，签订《施工安全协议书》。

协议书中应明确有行车干扰的各施工环节的安全作业细则，制定包括营业线路天窗点、限速段等重要因素的安全运营细则，对于天窗点无法满足施工需要的特殊施工环节，相关单位制定特殊施工计划，报铁路行车组织部门批复，并根据批复意见，修改施工计划，直至施工计划与行车组织相符。

（二）重要施工环节安全保证措施
接触网的安全施工必须遵守《铁路技术管理规程》、《铁路建设工程安全生产管理办法》、《铁路工务安全规则》、《铁路营业线施工及安
全管理办法》、《接触网安全工作规程、接触网运行检修规程》等相关规定和准则，并与相关部门签定安全施工协议，密切配合相关单位确定施工组织方案，科学组织生产。

附件一主要设备表
附件二主要工程数量表
附件三甲供物资一览表
附图一：双线隧道内接触悬挂安装示意图附图二：典型支柱安装示意图
附图三：四跨非绝缘锚段关节示意图附图四：四跨绝缘锚段关节示意图。